淺談智能照明系統在上海汽車博物館的應用

摘要：本文簡介了I-bus KNX在汽車博物館照明控制系統中一些基本原理、結構、設備使用和控制特點。探討了汽車博物館照明系統的組成、達到節能的控制模式、以及理論數值分析，比較了節能效果。

關鍵詞：I-bus KNX；控制系統；節能

1、工程概述

上海汽車博物館地處嘉定區安亭上海國際汽車城，位于汽車城核心區汽車博覽公園內，占地面積11700m²，建筑面積28130m²，建筑物地上5層，地下1層，Fl至F3是通頂大空間，并帶有車載坡道，F4. F5為異型空間。館內每天流量5000人， 年人流量為60萬左右。是一座現代化專業博物館， 上海市城市文化標志性建筑，也是新的文化旅游景點和經濟增長點。

上海汽車博物館的智能照明系統，從汽車文物的保存、研究、陳列、休閑等基本功能出發，以節能為目標，除充分滿足文物陳列展覽、收藏保護、科學研究、國際文化交流及其它業務正常開展之需要外，還要體現汽車博物館異型建筑外觀效果的景觀照明，勾勒出晚間室內頗具美感的大空間和水晶般的折光通透感。

汽車博物館IF到3F空間大，空間為異型，整個照明系統燈具數量多、且分布錯落，若以人工來操作既需要增加人員又效率低。為了使汽車博物館的照明系統實現高效節能的管理，在汽車博物館照明系統中應用了歐洲KNX/EIB技術的1-bus KNX系統，它很好地提供了一個智能、簡潔、成熟、 靈活、節能的控制手段，達到了節約能源降低運營成本的目的。

2、汽車博物館智能照明系統構成

2.1 系統的基本原理

I-bus KNX系統基于開放式總線標準，具有開放性、分布性、兼容性、穩定性和安全性，采用模塊化結構及國際標準化組織ISO的標準模型通信協議，其使用的所有內部協議全部公開，可與各種樓宇系統進行連接，適合各種建筑結構的特點。

I-bus KNX系統具有強大的可擴展性和施工簡單的優勢，只需一條總線即可將每個樓層的照明配電箱聯在一起，布線安裝非常靈活，可以和強電同槽、共管，開關模塊等智能元器件可以安裝在各區域的強電配電箱中，并且采用35mm標準DIN導軌安裝方式，外形尺寸為標準模數化，無須額外增加特殊箱體和管槽就可以實現智能控制。

每個樓層可以獨自運行，也可以將1-bus KNX 總線拉到安保機房與相關系統進行連接，即可對照明系統進行集中監視和遠程控制。

2.2系統的結構

本工程的1-bus KNX智能照明控制管理系統是由一條干線將3條支線的元件連接起來形成的一個系統，由三種元器件：傳感器、驅動器、系統元件組成。通過每條支線上控制箱中的I-bus KNX模塊， 每個模塊通過的物理地址與其它模塊相區別， 經過程式編制，設定各種功能，通過傳感器送出不同地址信號來對整個汽車博物館智能照明系統進行控制和管理。系統結構圖如圖l所示。

圖1：國際汽車博物館I-BUS智能照明控制拓撲圖

2.3系統布線

2.3.1總線控制電纜連接簡單，可編程的系統元件在任何時候均可擴充或更改，節省大量安裝材料，減少火災隱患。

2.3.2傳感器如面板開關只須接上總線。

2.3.3智能照明系統控制箱將根據圖紙要求安裝在固定的位置，所有總線采用抗干擾性強的I-bus KNX總線專用電纜。

3、汽車博物館智能照明系統節能應用

3.1光源、燈具的選擇

(1）建筑節能策略就是提高照明系統效率，即控制照明能耗的增長率。汽車博物館照明節能目標就是在選擇光源的時候，考慮了照明光源的高效率、長壽命、低污染。既滿足了經濟性，又體現廠技術性：如選用細管徑的熒光燈T5、金鹵燈、 鹵鎢燈和電子鎮流器等。

(2）根據汽車博物館展覽特點，對不同光源進行了綜合比較：按照博物館的環境照度、長壽命來選擇光源；按照環境對展品的顯色要求和色溫要求來選擇光源。

(3）由于汽車博物館大廳區是通頂大空間，由 Fl到F3組成，凈高17m，光源要求較高，如：照度要求、色溫要求、壽命要求。大廳選用了1000W和 400W金鹵燈和鹵鎢燈為主要光源。

(4) Fl到F5展覽區均為大空間，展廳選用了 150W金鹵燈和100W鹵鎢燈。

(5）泛光照明系統光源的要求比較特殊：光源照度要求、光源光線集中要求、光源色溫要求等，要通過玻璃幕墻使博物館具有視覺上的通透性，博物館外的黃色飄帶和銀色遮光罩要映出本色。光源選用了2 x 21W和2 x 28W的T5熒光燈，以及lx 70W的金鹵筒燈。

(6）地下停車庫和其它區域選用節能熒光燈。

以上這些高效率光源與節能燈具結合使用，使汽車博物館的日常運行成本大大節約。

3.2控制種類

(1）手動控制：手動控制在特殊情況下使用，例如：面板控制、可視化軟件控制。在線路失效時，使用此操作應注意手動開關后模塊不會發送狀態值，造成實際燈光開閉情況與可視化軟件界面不一致的情況，此時可以按下可視化軟件界面中的初始按鈕，即可同步。

(2）本地控制：用多功能面板進行控制。為了方便物業人員能對現場不同層的公共區域照明回路進行控制，系統配置了多功能面板。多功能面板采用標準的86型盒安裝， 通過總線禍合器與控制總線連接。

多功能面板分別安裝在不同樓層核心筒通道處，每層2個到21個，合計有58個。每個控制面板都可以通過程式設定，控制任何一個回路。 每一個控制面板可控四個回路，為了防止誤動作， 控制面板都帶自鎖功能，物業人員可以在現場進行鎖定或解鎖，也可以在中心控制室，通過工作站進行遠程鎖定或解鎖。

用可視化軟件中的彩色圖形進行控制，在中心控制室中，物業人員可以使用工作站上的應用軟件，對整個博物館的照明系統中每一個回路進行控制，并且可以根據需要，對可視化軟件進行回路數、時間參數、區域參數等進行設定，來滿足不同的需要，達到節能目的。

3.3照明控制區域劃分

(1）汽車博物館館內的照明系統分如下幾個控制區域：

1）主要區域：Fl至F3大廳區、Fl至F5展覽區。

主要區域可通過場景預設，使燈光營造出不同環境效果，給人視覺享受；同時在滿足室內的照度前提下，出于節能和管理的目的，對博物館內各區域進行不同模式設定。

大廳區、展覽區預設模式如下：迎賓模式，全部燈光100%；展覽模式，部分燈光70%;清掃模式， 部分燈光20%,

2）公共部分如走廊、地下室的燈光通過定時控制的展覽時間（開啟100%)、閉館時間（開啟20% 的燈光），達到節約能源和便于管理的目的。定時的時間可分成兩種模式：一般模式、雙休日模式。控制的時間可按開館和閉館的實際情況靈活變換，物業人員根據不同的需要切換不同的模式。

3）地下車庫：在展覽期間打開地下車庫所有的照明回路。

在休息時打開50％的車位照明和100％的走道照明。

(2）博物館外區域：

泛光照明通過可視化軟件的圖形界面來控制，分一般模式（50%）和展覽模式(100%)，以達到節約能源、降低運行成本和便于管理的目的。

4、安科瑞智能照明控制系統介紹

4.1系統簡介

Acrel-BUS智能照明控制系統，是基于KNX總線技術設計的控制系統。KNX總線技術起源于歐洲，是在EIB，Batibus和EHS這三種住宅和樓宇的總線控制技術上發展起來的，其中EIB（EuropeanInstallationBus,歐洲安裝總線）是該總線技術的主體。

Acrel-BUS智能照明控制系統采用標準的2*2*0.8EIBBUS總線（即KNX總線）作為總線線纜，將所有的智能照明控制模塊連接到一起并組成一套完整的控制系統，既可實現照明燈具的遠程集中控制，又可實現就近控制功能。該系統理論連接控制模塊數量達580000多個。

安科瑞智能照明產品種類齊全，方案完善。用戶可通過控制面板、人體感應、照度感應、微波感應、上位機系統、觸摸屏、手機、平板端等多種控制終端實現靈活多樣的智能控制，特別適合于各類智能小區、醫院、學校、酒店，以及體育場所、機場、隧道、車站等大型公建項目的照明系統。

4.2系統工作原理示意圖（見圖2）

圖2系統工作原理示意圖

4.3產品選型

4.3.1開關驅動器 

4.3.2調光驅動器

4.3.3可控硅調光模塊

4.3.4傳感器